高考物理二轮复习专题检测试题：动量与能量的综合应用

动量与能量的综合应用(附参考答案)

1．有一种硬气功表演，表演者平卧于地面，将一大石板置于他的身子上，另一人将重锤举到高处并砸向石板，石板被砸碎，表演者却安然无恙，假设重锤与石板撞击后两者具有相同的速度，表演者在表演时尽量挑选质量较大的石板．对这一现象，下列说法正确的是( )

A ．重锤在与石板撞击的过程中，重锤与石板的总机械能守恒

B ．石板的质量越大，石板获得的动量就越小

C ．石板的质量越大，石板所受到的打击力就越小

D ．石板的质量越大，石板获得的速度就越小

2．如图2－3－14所示，子弹水平射入放在光滑水平地面上静止的木块，子弹未穿透木块，此过程产生的内能为6 J ，那么此过程木块的动能可能增加了( )

A ．12 J

B ．16 J

C ．4 J

D ．6 J

图2－3－14

图2－3－15

3．如图2－3－15所示，A 、B 两木块的质量之比为m A ∶m B ＝3∶2，原来静止在小车C 上，它们与小车上表面间的动摩擦因数相同，A 、B 间夹一根被压缩了的弹簧后用细线拴住．小车静止在光滑水平面上，烧断细线后，在A 、B 相对小车停止运动之前，下列说法正确的是( )

A ．A 、

B 和弹簧组成的系统动量守恒 B ．A 、B 和弹簧组成的系统机械能守恒

C ．小车将向左运动

D ．小车将静止不动

4．如图2－3－16所示，小车开始静止于光滑的水平面上，一个小滑块由静止从小车上端高h 处沿光滑圆弧面相对于小车向左滑动，滑块能到达左端的最大高度h ′( )

图2－3－16

A ．大h

B ．小于h

C ．等于h

D ．停在中点与小车一起向左运动

5．(双选，2011年全国卷)质量为M 、内壁间距为L 的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m 的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ.初始时小物块停在箱子正中间，如图2－3－17所示．现给小物块一水平向右的初速度v ，小物块与箱壁碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止．设碰撞都是弹性的，则整个过程中，系统损失的动能为( )

图2－3－17

A.12

m v 2 B.mM 2(m ＋M )

v 2

C.1

2

NμmgL D ．NμmgL

6．(2010年福建卷)如图2－3－18所示，一个木箱原来静止在光滑水平面上，木箱内粗糙的底板上放着一个小木块．木箱和小木块都具有一定的质量．现使木箱获得一个向右的初速度v 0，则( )

图2－3－18

A ．小木块和木箱最终都将静止

B ．小木块最终将相对木箱静止，两者一起向右运动

C ．小木块在木箱内壁将始终来回往复碰撞，而木箱一直向右运动

D ．如果小木块与木箱的左壁碰撞后相对木箱静止，则两者将一起向左运动

7．(双选，2011年深圳中学二模)如图2－3－19所示，水平光滑地面上停放着一辆质量为M 的小车，其左侧有半径为R 的四分之一光滑圆弧轨道AB ，轨道最低点B 与水平轨道BC 相切，整个轨道处于同一竖直平面内．将质量为m 的物块(可视为质点)从A 点无初速释放，物块沿轨道滑行至轨道末端C 处恰好没有滑出．设重力加速度为g ，空气阻力可忽略不计．关于物块从A 位置运动至 C 位置的过程中，下列说法正确的是( )

A ．小车和物块构成的系统动量不守恒

B ．摩擦力对物块和轨道B

C 所做的功的代数和为零 C ．物块运动过程中的最大速度为2gR

D ．小车运动过程中的最大速度为2m 2gR

M 2＋Mm

图2－3－19

图2－3－20

8．(双选)如图2－3－20所示，质量均为M 的铝板A 和铁板B 分别放在光滑水平地面上．质量为m (m

A ．C 的最终速度相同

B ．

C 相对于A 和B 滑行的距离相同 C ．A 和B 相对地面滑动的距离相同

D ．两种情况下产生的热量相等 9．(2012年天津卷)如图2－3－21所示，水平地面上固定有高为h 的平台，台面上固定有光滑坡道，坡道顶端距台面高也为h ，坡道底端与台面相切．小球A 从坡道顶端由静止开始滑下，到达水平光滑的台面后与静止在台面上的小球B 发生碰撞，并粘连在一起，共同沿台面滑行并从台面边缘飞出，落地点与飞出点的水平距离恰好为台高的一半．两球均可视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为g .求：

(1)小球A 刚滑至水平台面的速度v A ；

(2)A、B两球的质量之比m a∶m b.

图2－3－21

10．(2012年广州二模)如图2－3－22所示的水平地面，ab段粗糙，bc段光滑．可视为质点的物体A和B紧靠在一起，静止于b处，已知A的质量为3m，B的质量为m.两物体在足够大的内力作用下突然沿水平方向左右分离，获得的总动能为E.B碰到c处的墙壁后等速率反弹，并追上已停在ab段的A.A、B与ab段的动摩擦因数均为μ，重力加速度为g.求：

(1)分离瞬间A、B的速度大小；

(2)A从分离到第一次停止的时间；

(3)B第一次追上A时的速度大小．

图2－3－22

11．(2012年深圳二模)如图2－3－23所示，一长L ＝3 m ，高h ＝0.8 m ，质量为M ＝1 kg 的物块A 静止在水平面上．质量为m ＝0.49 kg 的物块B 静止在A 的最左端，物块B 与A 相比，大小可忽略不计，它们之间的动摩擦因数μ1＝0.5，物块A 与地之间的动摩擦因数μ2＝0.1.一个质量为m 0＝0.01 kg 的可视为质点的子弹，以速度v 0沿水平方向射中物块B ，假设在任何情况下子弹均不能穿出．取g ＝10 m/s 2，问：

(1)子弹以v 0＝400 m/s 击中物块B 后的瞬间，它们的速度为多大？ (2)被击中的物块B 在A 上滑动的过程中，A 、B 的加速度各为多大？ (3)子弹速度为多大时，能使物块B 落地瞬间A 同时停下？

图2－3－23

1．D

2．C 解析：子弹射入木块的过程中，系统动量守恒，即m v 0＝(M ＋m )v 1，系统损失的

机械能转化为内能，即Q ＝12m v 20－12(M ＋m )v 21，将两式联立解得Q ＝12m v 20·M M ＋m ＝6 J ，木块获得的动能E k ＝12M v 21＝12m v 20·Mm

(M ＋m )

2

<6 J ，所以C 正确．

3．C 解析：由机械能守恒和动量守恒的条件可知A 、B 均错；小车对A 的摩擦力大于小车对B 的摩擦力，所以A 对小车向左的摩擦力大于B 对小车向右的摩擦力，因此小车将向左运动．

4．C 解析：小滑块由静止滑下，小滑块和小车组成系统水平方向上动量守恒，到达左端的最大高度h ′时，两者速度相同，由动量守恒得，两者速度为零，由能量守恒，到达左端的最大高度h ′等于h ，选C.

5．BD 解析：小物块和箱子组成的系统动量守恒，碰撞N 次后恰又回到箱子正中间，并与箱子保持相对静止，则最终两者速度相等，设为v 共，则有：m v ＝(m ＋M )v 共，系统损失

的动能ΔE ＝12m v 2－12(m ＋M )v 2共，得ΔE ＝12mM m ＋M v 2

，所以B 正确；系统损失的动能为摩擦力做功转化成系统内能，N 次后恰又回到箱子正中间，相对滑动的距离为NL ，所以ΔE ＝W ＝NμmgL ，D 正确．

6．B 解析：系统不受外力作用，系统动量守恒，最终两个物体以相同的速度一起向右运动，B 正确．

7．AD 解析：小车和物块构成的系统水平方向上动量守恒，但在竖直方向上动量不守恒，A 正确；在滑动摩擦力作用下，物块的位移大于小车的位移，所以摩擦力对物块和轨道 BC